¿Cuál es el proceso para llevar un producto del prototipo CRUDO a un producto listo para enviar?

Tengo algo de experiencia al pasar de prototipos a herramientas de fábrica.

La respuesta corta es:

El desarrollo de hardware es muy similar al desarrollo de software, solo …

a) tiene tiempos de ciclo más largos entre versiones,
b) es mucho menos indulgente con los errores, ya que se manifiestan en forma física, y
c) es mucho más caro

La respuesta larga es la siguiente:

1) define los componentes de tu dispositivo. Haga un prototipo rápido y sucio con componentes listos para usar de varios fabricantes. En general, puede obtenerlos de eBay y Amazon, e incluso de Best Buy o Target. Por ejemplo, si desea hacer Glass, puede comenzar con algo como esto:
+ un teléfono inteligente
+ un par de gafas de video como MyVu
+ una cámara PoV en primera persona como GoPro o Contour
+ todos los cables de conexión y aplicaciones necesarios
+ paquetes de baterías adicionales
Para aquellos con un poco más de hardware, Arduino es un lugar sólido para comenzar. Es una arquitectura de hardware de código abierto que es muy accesible y extensible. SparkFun Electronics Es un excelente proveedor de componentes.

2) Obtenga todos estos componentes para trabajar juntos y hablar entre ellos. Esto tiene tres subcategorías:
a) ponlos a todos en la misma fuente de energía
b) hacer que se comuniquen entre sí con cables, protocolos y controladores
c) hacer que se sienten uno al lado del otro dentro de un recinto físico.

3) haz tu primer prototipo de trabajo. Puede pesar 10 libras. Está bien. Todo lo que importa aquí es que el dispositivo en general puede realizar las funciones básicas de su producto, y que todos los componentes están jugando bien juntos. Ahora puede comenzar el esfuerzo paralelo de creación rápida de prototipos de su software (lo guardaremos para otra publicación)

4) comienza a construir tu software. Ahora que tiene un prototipo funcional, puede comenzar a desarrollar las aplicaciones y los sistemas de control que definirán su aplicación en el mundo real. Piense cuidadosamente sobre la portabilidad al elegir sus plataformas. Por ejemplo, tal vez construiste tu prototipo rápido y sucio en una plataforma iOS, pero sabes que una vez que comiences a optimizar, estarás ejecutando sistemas integrados en un procesador ARM. Lo que me lleva a …

5) construye tu equipo. El lanzamiento de un dispositivo de electrónica de consumo moderno requiere experiencia en muchas áreas. Estos incluyen: diseño de hardware, diseño industrial, arquitectura de software, diseño de paquetes, documentación, sistemas integrados, gestión de productos, etc.

6) optimizar los componentes para
a) función : la mayoría de los componentes estándar tienen más de lo que necesita. conseguir un repuesto y descomponerlo. eliminar puertos innecesarios y plástico
b) tamaño – como arriba. Retire todas las carcasas de plástico y metal. Puede quitar las fuentes de alimentación de la mayoría de los componentes y conectarlas todas a una fuente de alimentación central.
c) costo : comience a buscar compras por cantidad y descuentos de precios. Pasar de minorista a mayorista. cantidades de precio de 1000, 10000, un millón.
En este punto, también es una buena idea hacer una hoja de cálculo versionada que enumere el proveedor, el costo, el peso, el consumo de energía, las dimensiones, etc. de cada componente.

7) crea un caso . La carcasa exterior que encerrará todos los componentes. Esto es lo que toca el consumidor. Esto es lo que ven. Esto es importante. Piensa en texturas y bordes. Elija plástico, metal o vidrio. asegúrese de que todos los componentes encajen bien y de forma segura en su interior. Esto requiere la asistencia de un diseñador industrial experimentado y, por lo general, un software CAD. Este también es un buen momento para encontrar dónde reside su mejor y más cercana impresora 3D.

8) haz una gran cantidad de prototipos rápidos. póngalos en el campo de inmediato. úsalos tú mismo. tome notas copiosas, tan pequeñas como “cambie el perno 12a de un philips a una tuerca hexagonal de bloqueo” o tan importante como “se requiere: agregue una pantalla LED retroiluminada de 64 × 128 en el costado de la unidad para mensajes de estado simples”.

9) construya relaciones sólidas con sus proveedores. Los proveedores son las mini fábricas que mantienen a flote su proyecto de hardware. La diferencia entre un proveedor amigable y hostil puede hacer o deshacer. ANTES de comprometerse con cualquier tipo de compra por cantidad, asegúrese de tener una relación SÓLIDA con el proveedor, preferiblemente con un ejecutivo allí. Cree una base de datos maestra de proveedores o una hoja de cálculo de cada uno de sus proveedores que enumere TODA la información de contacto, especialmente su persona de “acceso” en ese proveedor, incluido el número de teléfono celular, así como el número de modelo, el precio, el tiempo de entrega y otros detalles del componente específico que ellos suministran

10) versionar los prototipos. Vuelva al paso 6 y repita. mantenga una hoja de cálculo o una base de datos detallada de una lista de materiales para cada versión, incluidos sus números de serie maestros y los de todos los componentes. En otras palabras, tiene un número de serie maestro para su producto terminado, y dentro de ese producto hay un grupo de componentes, muchos de los cuales tienen sus propios números de modelo y de serie. Así es como rastreará los defectos y la confiabilidad de las configuraciones. Continúe iterando y refinando la receta de sopa de hardware. Una vez que tenga algo de confianza, aumente el tamaño de su lote, de 10ish a 100ish. Envíalos a lo largo y ancho. Aprenda a producir un producto que se empaquete bien y se pueda enviar de manera confiable y económica. Véndelos a los primeros clientes adpoter con una prima. Nuevamente, obtenga comentarios constantes y póngalo en acción en el ciclo de desarrollo del producto.

Finalmente, presione el botón para su ejecución de fábrica de 100,000 o lo que tenga. Haz un sitio web. Ir a conferencias. Vender. Hacer millones. Trae sonrisas a los rostros de niños y adultos en todas partes. Disfrutar.

ACTUALIZACIÓN: Aquí hay una plantilla de línea de tiempo simple de KickStarter que muestra el plan de lanzamiento para un proyecto de hardware:

En mis interacciones con cientos de nuevas empresas de hardware, aquí está el proceso general, hablado directamente de las experiencias:

Comienzo: PROTOTIPO CRUDO ==>

Paso 1) Confirme la prueba de concepto (es decir, prototipo crudo).

  • Verifique que su idea funcione, depure, enjuague y repita hasta que lo haga.

Dependiendo de sus recursos, experiencia interna, urgencia del cronograma … etc., algunas empresas nuevas comienzan con un ODM en este punto (donde los Pasos 2 y 3 serían revertidos). Algunos esperan hasta el siguiente paso.

Paso 2) Transforma este prototipo crudo en algo que se parecerá más o menos lo último.

  • Haga su diseño industrial (archivos CAD en 3D). ¿Cómo quieres que se vea el producto final?
  • Decida sus requisitos de CMF (color / material / acabado). Look & Feel entra en juego aquí.
  • La PCBA / electrónica puede ser voluminosa e incómoda en este punto, posiblemente con diferentes placas conectadas entre sí y cables feos sobresaliendo. Es posible que necesite un rediseño parcial o total para reducirlo a un tamaño que se ajuste a su diseño industrial / gabinetes finales. Esto puede significar modificar sus esquemas, BOM (Lista de materiales) y, en última instancia, su diseño (archivo gerber).

En este punto, estaría más o menos listo para permitir que un fabricante calificado se involucre, quien:

Paso 3) proceso de RFQ

  • Realice una evaluación de viabilidad sobre diseño industrial => brinde recomendaciones de DFM cuando sea necesario.
  • Realice comprobaciones de la lista de materiales => brinde recomendaciones de cambio de componentes cuando sea necesario (es decir, verificación EOL, mismo rendimiento pero menor costo, mejores tiempos de entrega, mejores términos … etc.). Tenga en cuenta que los precios y los términos se vuelven más atractivos con el volumen.
  • Después de una discusión de ida y vuelta sobre la aclaración / confirmación de especificaciones y la evaluación de viabilidad, el fabricante le dará una cotización que incluye costos fijos como herramientas, NRE (costos de ingeniería no recurrentes), tarifas de certificación y costos unitarios. El fabricante también le informará los términos de pago y el cronograma de desglose.
  • Escogerá un fabricante del lote al que se acercó (es decir, adjudicará el proyecto) y avanzará el proyecto con este fabricante.

Paso 4) Diseño

  • Sí, aunque ya ha realizado el diseño industrial, todavía se necesita un trabajo de ingeniería mecánica para diseñar las estructuras internas de manera que todo el dispositivo sea fuerte, robusto y fabricable.
  • El fabricante creará una maqueta / prototipo propio para verificar la ingeniería mecánica. Después de todo, las herramientas son caras y querrás hacerlo bien en el primer intento.
  • Paralelamente, en este punto se comprarán modificaciones de EE y piezas de tiempo de entrega prolongado.

Paso 5) EVT (prueba de verificación de ingeniería)

  • Después de verificar el diseño mecánico mediante maquetas / prototipos, pueden comenzar las herramientas / moldeo. Esto podría tomar alrededor de 6 semanas.
  • En el lado eléctrico, el fabricante estaría preparando los materiales para la producción de las primeras muestras, incluida la PCB.
  • Estas primeras muestras se utilizarían principalmente para pruebas funcionales y pruebas de rendimiento básicas.
  • No todo sería perfecto aquí. Los ingenieros depurarían los errores y modificarían el diseño para la próxima ejecución de muestras.

Paso 6) DVT (prueba de verificación de diseño)

  • En este punto, todas las funciones básicas deberían funcionar, y se centraría en ajustar el diseño para optimizar el rendimiento. En esta etapa se realizarían pruebas más intensivas, incluidas las pruebas ambientales, de confiabilidad, compatibilidad y otras pruebas de calidad. Esto es para garantizar que el producto pueda funcionar durante mucho tiempo, en una variedad de entornos.
  • También es en esta etapa donde se enviarían muestras para pasar las pruebas reglamentarias para recibir las certificaciones necesarias (es decir, FCC, CE, CCC … etc.) donde desea que se vendan los dispositivos.
  • Al final de esta etapa, todos los errores de diseño deben borrarse y el diseño debe repararse.

Paso 7) PVT (prueba piloto de verificación)

  • Esta etapa se centra en optimizar el proceso de producción => cómo “multiplicar de uno a muchos” de la manera más eficiente, utilizando el mejor uso del tiempo y los recursos humanos, con la menor tasa de fallas. El aseguramiento de la calidad, los ingenieros industriales, los ingenieros de producción y otros trabajan juntos para que esto suceda.
  • Se realizaría una prueba piloto de pequeño volumen de unos cientos de unidades para probar y optimizar este proceso. En este punto, usted, el cliente, generalmente estaría presente en el fabricante para auditar todo y asegurarse de que todo vaya de acuerdo con los estándares y gustos del cliente.
  • Al final de esta etapa, el cliente daría luz verde para la producción en masa.

Paso 8) MP (Producción en masa) y ENVÍO!

  • ¡Producción en masa, envío y que sucedan cosas buenas!
  • ¡Asegúrese de recibir los certificados necesarios antes del envío a ese país en particular!

Diría “Finalizar” aquí, pero en realidad, acabas de alcanzar un nuevo hito y este sería el punto de partida para el próximo hito y nuevas oportunidades. Hay un dicho famoso que dice “El hardware es DURO”, pero en las manos adecuadas, no tiene por qué ser así. ¡Agárrate y disfruta el viaje!

Diez pasos desde la cuna hasta la tumba:

  1. Idea: una o dos personas identifican un problema y comienzan a articular una solución a ese problema que agrega valor a la vida de las personas, por lo tanto, es algo por lo que las personas podrían pagar.
  2. Conceptualización: un pequeño equipo desarrolla una “representación” de la idea. Este podría ser un diagrama de bloques esquemático o arquitectónico. Necesita una propuesta de valor nítida en este punto. Los materiales de representación conceptual se utilizan para obtener la idea. No importa la empresa grande o pequeña, necesita fondos para que esto despegue.
  3. Evaluación de arquitectura y viabilidad: el equipo se amplía para comenzar la evaluación de arquitectura y viabilidad. Examinar riesgos técnicos (riesgos internos). Examinar los riesgos del mercado (riesgos externos). La mitigación implica la eliminación del riesgo a través de la validación del mercado, la simulación, la verificación, la creación de prototipos en bruto, etc. Los resultados de esta etapa son el cronograma de desarrollo, la estimación del costo de desarrollo, la estimación de COGS, la especificación de diseño detallada, los planes de prueba y calificación, la estrategia de fabricación, la comercialización. plan.
  4. Desarrollar / Hacer: reúna a un equipo más grande y multifuncional que diseñará, validará, probará, calificará, fabricará, respaldará e impulsará la adopción del producto en el mercado. Puede haber varias iteraciones en esta fase. Los resultados principales de esta etapa son una lista de materiales estable y un flujo de fabricación que logra el rendimiento deseado y la titularidad de costos.
  5. Pruebas de calificación y confiabilidad
  6. Certificación de seguridad UL, CE, EMI, etc.
  7. Fabricación final y lanzamiento de plataforma de prueba
  8. Creación de inventario y lanzamiento interno de productos (capacitación en ventas, herramientas de venta, etc.)
  9. Lanzamiento al mercado y lanzamiento de producto a la venta
  10. Producto sostenido

Un programa de diseño exitoso requiere que se aborde una amplia gama de problemas justo al comienzo del ciclo de desarrollo del producto. Es vital que se seleccione una buena plataforma de hardware, pero lo más importante es que es una solución completa y cumple objetivos a largo plazo.

No olvides la fase de prueba beta. Esta pieza es increíblemente importante, principalmente porque los productos de hardware son muy complejos y sus unidades iniciales son muy valiosas. Encontrar un buen grupo de probadores beta objetivos para probar su producto en entornos del mundo real hace una gran diferencia en la calidad de su producto final. Si termina enviando unidades con un error importante, podría desperdiciar toda su inversión.

Antes de que haya un prototipo, debe haber una Declaración de trabajo y una Especificación. Una declaración de trabajo es un documento formal que captura y define las actividades de trabajo, los entregables y el cronograma que el equipo de diseño debe ejecutar en el desempeño del trabajo específico para un cliente. La Especificación, una descripción detallada del trabajo a realizar o los materiales a utilizar en un proyecto, también es una instrucción que dice exactamente cómo hacer o hacer algo. Sin una Declaración de trabajo y una Especificación, no sabe cuándo ha terminado.